SU1554928A1 - Аппарат дл глубокой очистки сточных вод "Элемаг - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к очистке сточных вод гальванических производств и позвол ет повысить качество очистки. Аппарат содержит электролизер с катодом 1 и растворимым анодом 2, трубопроводом 3, ниже которого расположен блок 4 отстаивани , фильтр 5, блок 6 с загрузкой 7, соленоиды 8, подключенные через реостат 9 к распределительному устройству 10. Часть сферической загрузки 7 размещена между пластинами блока 4 отстаивани . В нижней конической части расположены один над другим блоки накоплени  11 и уплотнени  12, разделенные магнитным клапаном 13, подключенным к распределительному устройству 10, к которому подключены соленоиды 14. Коническа  часть блока 12 уплотнени  соединена с обезвоживателем 15. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод гальванических производств, в частности предназначено для извлечения ионов тяжелых металлов и органических веществ из них в виде легко утилизируемых осадков и обеспечения повторного использования очищенной воды.

Цель изобретения — увеличение производительности аппарата, повышение качества очистки воды и обработки осадка и снижение их себестоимости.

На чертеже показана схема предлагаемого аппарата.

Аппарат содержит электролизер с вращающимся катодом 1 и растворимым с центральным сквозным отверстием анодом 2, трубопровод 3 подачи исходной жидкости, ниже которого расположены блок i тонкослойного отстаивания и фильтр 5 с плавающей зернистой загрузкой, а между электролизером, блоком тонкослойного отстаивания и зернистым фильтром размещен конусообразный распределительно-фильтрующий блок 6 магнитной доочистки, внутри которого расположены магнитная сферическая загрузка 7 и сегментные соленоиды 8, подключенные через реостат 9 к распределитель ному устройству 10 переменного тока. Часть сферической загрузки 7 размещена между пластинами блока 4 тонкослойного отстаивания в его верхней зоне. В нижней конической части аппарата расположены последовательно один над другим блоки накопления 11 и уплотнения 12, выполненные в виде опрокинутого конуса и разделенные запорным магнитным клапаном 13. подключенным к распределительному устройству 10, к которому подключаются через выпрямительное устройство кольцевые соленоиды 14, расположенные в нижней частя блока накопления. Коническая часть блока 12 уплотнения соединена с горизонтально расположенным обезвоживателем 15, внутри которого на одной оси закреплены конусообразный шнек 16 и дозатор 17 с задвижкой 18 с возможностью их вращения с помощью электропривода 19, а неподвижная часть обезвоживателя 15 выполнена в ви^:(с сетки 20 из диамагнитного материала, с внешней стороны которой размещена загрузка 21 из сферических магнитных гранул, заключенных в общий диамагнитный корпус обезвоживателя с патрубком 22 отвода обезвоженного осадка, а также снабженного соленоидом 23, подключенным через реостат 24 к единому распределительному устройству 10. В нижней его части установлена ограничительная сетка 25 для отвода фильтрата в патрубок 26 и возврата через кольцевой трубопровод 27 в блок 4 тонкослойного отстаивания.

Аппарат оборудован трубопроводами 28 отвода чистой воды, трубопроводом 29 для подачи промывной воды, трубопроводом 30 для возврата отстоенной промывной воды в кольцевой трубопровод 27.

Катод 1 выполнен в виде токопроводного абразивного диска с внутренним кана'лом 31 в виде спирали и снабжен электроприводом 32 для возможности его вращения.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная вода по трубопроводу 3 через центральное сквозное отверстие в железном аноде 2 поступает в межэлектродное пространство, образованное между анодом и вращающимся катодом, выполненным из абразивных частиц, спеченных со спиралеобразным каналом 31 и металлизированных методом химического никелирования, что обеспечивает небольшой межэлектродный зазор, равный 0,2—0,4 мм. При подаче постоянного тока от источника питания Е на электролизер создаются условия для формирования ферромагнитного осадка шпинельной структуры типа Fe_aOz_t или С%, где Ml — Сг, Ni, Zn и другие металлы, присутствующие в очищенной воде, органические вещества, находящиеся в такой воде, вследствие высоких плосностей тока, достигаемых в таком электролизере (до 100 А/дм² и более), подвергаются деструкции, а часть из них, деструктурировавшая частично, сорбируется или окклюдируется в твердых частицах осадка. Одновременно в этих условиях частично сорбируются соли жесткости и другие ионогенные вещества, присутствующие в воде, причем степень общей деминерализации обрабатываемой воды в таком электролизере составляет 25—30%.

Спиралевидный канал 31 способствует облегченному выносу из межэлектродного пространства продуктов электролиза — твердых частиц осадка, газовых пузырьков и вместе с тем удлиняет продолжительность контактирования обрабатываемой воды за счет спирали, что повышает степень ее очистки.

Благодаря применению вращающегося катода 1, обладающего абразивным воздействием, исключаются процессы пассивации анода. Непрерывное активное состояние поверхности анода при минимально возможном межэлектродном зазоре позволяет снизить напряжение на электродах и соответственно расход электроэнергии при водоочистке.

По мере образования осадка в блоке 1 1 накопления отключают подачу постоянного тока на соленоиды 14 и открывают электромагнитный запорный клапан 13, при этом осадок перетекает в блок 12 уплотнения, из которого осветленная жидкость периодически отводится но трубопроводу 30 в кольцевой трубопровод в обезвоживатель 14 через вращающее дозирующее устройство 17, снабженное щелью с задвижкой 18, с помощью которой регулируются дозы поступления осадка на обезвоживание. Благодаря наличию вращающегося конического шнека осадок по мере его поступления продвигается в зону, снабжен ную неподвижной сеткой 20, через которую обеспечивается непрерывный отвод фильтрата, протекающего через сетку 25 в патрубок 26 для отвода в кольцевой трубопровод 27. Обезвоживаемый осадок, благодаря наличию ферромагнитных свойств подвергается дополнительной магнитной коагуляции и одновременному кондиционированию в полиградиентном магнитном поле, образуемом магнитной сферической загрузкой 21, расположенной на внешней стороне сетки 20. Это обеспечивает повышенную степень обезвоживания осадка, который за счет непрерывного вращения шнека и его конусообразности продолжает передвигаться в горизонтальном направлении и отводится через патрубок 22. По мере забивания сетки и снижения вследствие этого фильтрующей способности производится ее регенерация путем периодического включения переменного напряжения на соленоид 23, регулируемого с помощью реостата 24.

Периодическое включение — выключение соленоидов 8, 14 и 23, а также электромагнитного клапана 13 производится с помощью распределительного электрического устройства 10, причем включение соленоида 8 производят в период промывки фильтра 5, соленоида 14 — для регенерации пор сетки 20 по мере их забивания частицами осадка. При подаче переменного напряжения на соленоиды 8 и 23 образуется переменное магнитное поле, под действием которого магнитная сферическая загрузка начинает совершать интенсивные хаотические движения: в первом случае это обеспечивает регенерацию самой магнитной загрузки путем удаления и смыва осадка с ее поверхности, во втором случае — регенерацию сетки. При этом интенсивность движения этой загрузки может регулироваться реостатами 9 и 24 напряжения. Включение клапана 13 на открытие отверстия перетока осадка из блока 11 накопления в блок 12 уплотнения осадка производится при отключении соленоида 14 с тем, чтобы осадок более полно перетек в блок 12 уплотнения для последующих уплотнения, кондиционирования и обезвоживания. После отключения клапана 13 отверстие перетока перекрывается, и соленоид 14 может быть снова включен.

Благодаря ферромагнитным свойствам осадка и его кристаллической структуре, а также гидродинамическим условиям обеспечивается высокая степень седиментационного осаждения его, резко ускоряющегося в магнитном поле за счет магнитной коагуляции, и осветление обрабатываемой воды. Поэтому на зернистый фильтр 5 снижена нагрузка при механической фильтрации. По мере окончания продолжительности фильтроцикла прекращают отвод фильтрата по трубопроводу 28, из резер вуара чистой воды подают воду по трубопроводу 29 и при открытии клапана 13 осуществляют промывку плавающей загрузки. После этого закрывают клапан 13. открывают задвижку на трубопроводе 28 и снова повторяют цикл очистки. Периодически осветленный осадок, обладающий магнитовосприимчивыми свойствами из блока 12 уплотнения осадка перекачивают по'трубопроводу 30 в кольцевой трубопровод 27 и смешивают его с обрабатываемой суспензией в блоке 4 тонкослойного отстаивания.

Благодаря образованию ферромагнитной суспензии в виде смеси оксидов железа с тяжелыми металлами значительно полнее происходит извлечение ионов металлов из обрабатываемых сточных вод, а также деструкция содержащихся в них органических веществ, улучшается качество очистки воды за счет более глубокой ее деминерализации. что позволяет обеспечить повторное использование очищенной воды для технологических нужд, практически отсутствует пассивация электродов, до минимальной величины снижен межэлектродный зазор, благодаря чему уменьшены энергозатраты на проведение электрохимического процесса, обеспечено комплексное решение схемы очистки и обработки осадка, что позволяет создать компактное оборудование, не требующее больших производственных площадей.

Увеличение производительности аппарата обеспечивается как за счет гидродинамических режимов очистки, так и за счет физико-химических превращений при магнитной коагуляции и кондиционирования ферритизированных осадков, протекающих в дополнительно размещенном конусообразно распределительно-ф-ильгрующем блоке магнитной доочистки, а также в зоне блока накопления и в магнитной зоне обезвоживателя, при этом достигаются поставленные цели, связанные со снижением себестоимости очистки и обработки осадка, а также улучшением их качества.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   I. Аппарат для глебокой очистки сточных вод, содержащий корпус, с размещенным в нем электролизером, отстойником, фильтром доочистки с инертной зернистой плавающей загрузкой, сборно-распределительными системами подачи исходной и отвода очищенной воды, запорным клапаном и фильтром из сферических магнитных гранул, расположенным между электролизером и зернистым фильтром, с соленоидом, соединенным с источником тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности аппарата, повышения качества очистки и обработки осадка и снижени:-! их себестоимости. аппарат снабжен тонкослойным от1554928 стойником с камерами накопления и уплотнения осадка, при этом часть сферической загрузки магнитного фильтра размещена между пластинами отстойника в верхней его зоне, запорный клапан установлен θ между камерами накопления и уплотнения, при этом аппарат снабжен соленоидами, установленными под камерой накопления, и конусным шнековым обезвоживателем, размещенным под накопительной камерой, сообщающимся с ней посредством дозатора ¹³ и снабженным соленоидом, установленным снаружи его корпуса, и сферическими гранулами, размещенными по периферии корпуса обезвоживателя, при этом все соленоиды аппарата подключены к одному источнику тока через единую систему регулирования и управления ими.
2. 2. Аппарат по π. 1, отличающийся тем, что электролизер выполнен в виде цилиндрического литого анода, а катод выполнен в виде диска из абразивных и электропроводящих частиц на керамической и бакелитовой связке, поверхность которого, обращенная к аноду, выполнена со спиралеобразным каналом, и установлен с возможностью вращения.